الملخص:
في اليوم السادس والعشرين، علم المراسل من معهد داليان للفيزياء الكيميائية، بالأكاديمية الصينية للعلوم، أن فريق الباحث تشين تشونغ وي من قسم أبحاث بطاريات الطاقة والنظام في المختبر الوطني الرئيسي للتحويل الحفزي للطاقة، جنبًا إلى جنب مع فريق البروفيسور زو تشانغفو من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد، ومعهد بكين للتكنولوجيا وفرق البحث ذات الصلة من جيكريبتون تكنولوجي أوروبا، قد حققوا تقدمًا جديدًا في البحث. على تدهور التشغيل الفعلي واستخدام الموارد لبطاريات طاقة المركبات الكهربائية.
استنادًا إلى بيانات التشغيل الفعلي للمركبة على المدى الطويل، أنشأ فريق البحث تشخيصًا لشيخوخة خلايا البطارية على نطاق واسع وإطارًا لتقييم أداء الحزمة الكاملة. كشف النظام كميًا عن تأثير عدم تناسق الخلايا على الحالة الصحية لحزمة البطارية، والطاقة المتاحة، والعمر، وقدرة الطاقة، واستخدام موارد الطاقة الكاملة. وقد نُشرت مؤخرًا نتائج الأبحاث ذات الصلة في مجلة "Nature·Energy".
يحد التدهور الفردي من أداء مجموعة بطارية الطاقة بأكملها. الصورة مقدمة من الوحدة التي تمت مقابلتها
عادةً ما يتم دمج مجموعات بطاريات طاقة السيارة الكهربائية مع خلايا مفردة متعددة. حتى لو كانت موجودة في نفس حزمة البطارية، فقد تظهر الخلايا المختلفة تدريجيًا معدلات تقادم مختلفة بسبب الاختلافات في المواد الخام وعمليات التصنيع ومطابقة المجموعة وتوزيع درجة الحرارة المحلية وظروف التشغيل الفعلية. سيؤدي هذا إلى إظهار حزمة البطارية "تأثير البرميل" النموذجي. عند الشحن، تكون الخلايا ذات السعة الأصغر هي أول من يصل إلى الحد الأقصى للجهد؛ أثناء التفريغ والتشغيل عالي الطاقة، تكون الخلايا ذات المقاومة الداخلية الأكبر هي أول من يلمس حدود الأمان؛ عندما تصل الخلايا ذات الشيخوخة الأسرع إلى عتبة التقاعد، غالبًا ما يلزم سحب حزمة البطارية بأكملها من الاستخدام مبكرًا.
استجابة لهذه المشكلة، أجرى فريق البحث بحثًا على بيانات التشغيل الفعلي للمركبة على المدى الطويل والتي تغطي سيارات الركاب الكهربائية المجهزة ببطاريات الليثيوم الثلاثية والحافلات الكهربائية المجهزة ببطاريات ليثيوم فوسفات الحديد. تعمل المركبات ذات الصلة منذ أكثر من ثلاث سنوات، ويصل إجمالي عدد الكيلومترات للمركبات إلى 300 ألف كيلومتر.
تظهر نتائج البحث أنه في أسطول الركاب الذي تمت دراسته، تكون الاختلافات الصحية بين الوحدات في مرحلة الأميال المنخفضة أصغر بشكل عام؛ فعندما تتجاوز المسافة المقطوعة التراكمية حوالي 170 ألف كيلومتر، تبدأ الوحدات الفردية في العديد من المركبات في الدخول في مرحلة التقادم المتسارع، وتتسع الفوارق بين الوحدات بشكل كبير. تظهر الحسابات الإضافية أنه، مع الأخذ في الاعتبار تأثير التقاعد المبكر وحالة الشحن غير المتسقة، فإن معدلات استخدام موارد الطاقة الكاملة لمجموعات بطاريات سيارات الركاب والحافلات الكهربائية تبلغ 80.7% و72.9% على التوالي. بمعنى آخر، عندما تجبر الخلية الأضعف حزمة البطارية بأكملها على الوصول إلى ظروف التقاعد، فإن ما يقرب من 19.3% و27.1% من موارد الطاقة المحتملة لا تزال غير مستخدمة بالكامل.
"تظهر الأبحاث أن أداء وعمر مجموعات بطاريات السيارات الكهربائية لا يتم تحديدهما فقط من خلال متوسط مستوى تقادم الخلايا، ولكن قد يتم تقييدهما بشكل كبير بواسطة عدد صغير من الخلايا المتقادمة المتسارعة. ومن خلال قياس تأثير "الخلية الأضعف" في ظل ظروف التشغيل الحقيقية، يمكن أن يوفر أساسًا لتحسين استخدام البطارية، وتحسين إدارة العمر والتصميم على مستوى النظام." قال تشن تشونغ وى.
التعليقات